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北京中瑞祥激光测距仪原理与方法
浏览次数:88发布日期:2024-04-12

北京中瑞祥激光测距仪原理与方法

 

激光测距原理与方法

 

激光测距粗划分为两种,第一种原理大致是光速和往返时间的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离,以激光测距仪为例;第二种是以激光位移传感器原理为原理的方法的。

 

激光的测量方法大致有三种,脉冲法(激光回波法),相位法,三角反射法。脉冲法测量距离的精度一般是在+/- 1米左右。另外,此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。三角法用来测量2000mm以下短程距离(行业称之为位移)时,精度最高可达1um。相位式激光测距一般应用在精密测距中,精度一般为毫米级。激光回波分析法则用于远距离测量。

1第一类测距

  如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t,则A、B两点间距离D可用下列表示。

 

  D=ct/2 1.1

 

  式中:

 

  D——测站点A、B两点间距离;

 

  c——光在大气中传播的速度;

 

  t——光往返A、B一次所需的时间。

 

  由上式可知,要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t,根据测量时间方法的不同,激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。

 

2 第二类测距

 激光位移传感器能够利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光位移传感器(磁致伸缩位移传感器)就是利用激光的这些优点制成的新型测量仪表,它的出现,使位移测量的精度、可靠性得到极大的提高,也为非接触位移测量提供了有效的测量方法。

 

  按照测量原理,激光位移传感器原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量,而激光回波分析法则用于远距离测量。

 

3测量方法一:相位式激光测距

  相位式激光测距仪是用无线电波段的频率,对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。

 

  若调制光角频率为ω,在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ,则对应时间t 可表示为:

 

测量方法二:脉冲式激光测距

  脉冲激光测距简单来说就是针对激光的飞行时间差进行测距,它是利用激光脉冲持续时间极短,能量在时间上相对集中,瞬时功率很大的特点进行测距。在有合作目标时,可以达到很远的测程;在近距离测量(几千米内)即使没有合作目标,在精度要求不高的情况下也可以进行测距。该方法主要用于地形测量,战术前沿测距,运行轨道跟踪,激光雷达测距,以及人造卫星、地月距离测量等


2024-07-22